Читайте также:
|
“Системы реального времени”
1. Понятие системы реального времени. Примеры типовых систем реального времени. Особенности систем реального времени, аппаратурная среда, устройство связи с объектом.
2. Характерные особенности интерфейсов СРВ, организации вычислительного процесса. Соотношение ОСРВ и ОС универсального назначения.
3. Специфика реального времени. Детерменированность, предсказуемость реакции. Жёсткое реальное время и реальное время с допусками.
4. Свойства операционных систем реального времени, важнейшие параметры ОСРВ: время реакции системы, время переключения контекста, размеры системы.
5. Механизмы реального времени.
6. Классы систем реального времени. Область применения ОС РВ.
7.Расширения реального времени.
8. Архитектура программно-аппаратных средств СРВ. Открытые технологии.
9. Составные части и характеристики операционной системы OS-9.
10. Внутренняя структура и основные понятия системы OS-9.
11.Взаимодействие процессов, механизмы межпроцессной синхронизации. Возможности взаимодействия процессов в OS-9.
12. Взаимодействие процессов с помощью сигналов, характеристика системных вызовов.
13. Взаимодействие процессов с помощью событий, характеристика системных вызовов.
14. Взаимодействие процессов с помощью звонков, характеристика системных вызовов.
15. Взаимодействие процессов с помощью каналов, характеристика системных вызовов.
16. Взаимодействие процессов с помощью модулей данных, характеристика системных вызовов.
17. Дисковые файлы – как форма взаимодействия процессов в OS-9.
18. Концепция модуля в системе OS-9.
19. Память системы OS-9.
20. Основные дисциплины организации очередей в СРВ и их характеристики. Механизмы диспетчеризации процессов в системе OS-9.
21. Архитектура системы ввода-вывода OS-9. Менеджеры и драйверы устройств. Дискрипторы устройств, пути доступа, описатели маршрутов.
22. Основные типы прерываний – синхронные, асинхронные прерывания. Основные типы директив ОС для управления прерываниями – разрешение или запрещение прерываний, прерывания по получению данных, прерывания по аварийному завершению процесса, прерывания по вводу-выводу. Обработка прерываний в OS-9.
23.Архитектура ядра QNX. Системные процессы.
24. Администратор процессов QNX. Примитивы создания процессов, наследуемость, жизненный цикл процесса.
25. Состояния процессов QNX. Символические имена процессов.
26.Связь между процессами в системе QNX посредством сообщений. Примитивы передачи сообщений. Синхронизация процессов, состояния блокировки.
27. Связь между процессами в системе QNX посредством proxy.
28. Связь между процессами в системе QNX посредством сигналов.
29.Планирование процессов. Приоритеты процессов. Методы планирования
Реальное время — режим работы автоматизированной системы обработки информации и управления, при котором учитываются ограничения на временны́е характеристики функционирования.
Примеры временных характеристик и связанных с ними ограничений:
§ deadline - дедлайн - предельный срок завершения какой-либо работы;
§ latency - латентность - время отклика (задержка реакции) системы на внешние события;
§ jitter - джиттер - разброс значений времени отклика.
Также (преимущественно, в материалах рекламного и коммерческого характера) встречаются термины:
§ жёсткое реальное время — режим работы системы, при котором нарушение временных ограничений равнозначно отказу системы;
§ мягкое реальное время — режим работы системы, при котором нарушения временных ограничений приводят к снижению качества работы системы.
Система реального времени (СРВ) — это любая система, работающая в режиме реального времени.
Назначение
Назначение систем, работающих в режиме реального времени, — взаимодействие с объектами внешнего (по отношению к системе) мира в темпе процессов, протекающих в этих объектах. Как правило, система реального времени должна:
§ либо по собственной инициативе воздействовать на внешние процессы в заданные моменты времени;
§ либо реагировать на внешние события, происходящие на объекте, в течение заданных интервалов времени.
За своевременность воздействий на объект отвечает характеристика deadline. Задержка реакции на внешнее событие характеризуется значениями latency и jitter.
[править]Примеры
Примеры систем, работающих в режиме реального времени:
§ АСУ ТП химического реактора;
§ бортовая система управления космического аппарата;
§ АСНИ в области ядерной физики;
§ система обработки аудио- и видеопотоков при трансляции в прямом эфире;
§ интерактивная компьютерная игра.
[править]Особенности систем реального времени, управляющих технологическими процессами
Основной особенностью является необходимость использования специализированных программных, аппаратных и алгоритмических решений:
§ Промышленных компьютеров, промышленных контроллеров, программируемых логических контроллеров, микроконтроллеров и прочих вычислительных устройств с архитектурой, оптимизированной для использования в сфере автоматизации;
§ Операционных систем (ОС) реального времени, таких как QNX, OS-9, VxWorks и пр.;
§ SCADA-пакетов и инструментальных сред типа LabVIEW;
§ «языков реального времени», к которым относят языки, обладающие встроенными возможностями многозадачного программирования, например Modula-2 и Ada [1];
§ оборудования УСО, обладающего предсказуемыми временными характеристиками (мультиплексоров, ЦАП и АЦП и пр.);
§ «индустриальных СУБД» [2];
§ «промышленных» шин, интерфейсов и протоколов для построения распределенных автоматизированных систем (RS-485, RS-422, RS-232, Modbus, Profibus, CANBus, VMEbus, IndustrialEthernet, IEEE-488и т. п.);
§ специальных алгоритмов [3].
[править]Проблемы
При создании систем реального времени приходится решать проблемы привязки внутрисистемных событий к моментам времени, своевременного захвата и освобождения системных ресурсов, синхронизации вычислительных процессов, буферизации потоков данных и т. п. Системы реального времени обычно используют специализированное оборудование (например, таймеры) и программное обеспечение (например, Операционные системы реального времени).
2. Операционные системы реального времени (ОСРВ) предназначены для обеспечения интерфейса к ресурсам критических по времени систем реального времени. Основной задачей в таких системах является своевременность (timeliness) выполнения обработки данных.
В качестве основного требования к ОСРВ выдвигается требование обеспечения предсказуемости или детерминированности поведения системы в наихудших внешних условиях, что резко отличается от требований к производительности и быстродействию универсальных ОС. Хорошая ОСРВ имеет предсказуемое поведение при всех сценариях системной загрузки (одновременные прерывания и выполнение потоков).
Существует некое различие между системами реального времени и встроенными системами. От встроенной системы не всегда требуется, чтобы она имела предсказуемое поведение, и в таком случае она не является системой реального времени. Однако даже беглый взгляд на возможные встроенные системы позволяет утверждать, что большинство встроенных систем нуждается в предсказуемом поведении, по крайней мере, для некоторой функциональности, и таким образом, эти системы можно отнести к системам реального времени.
Дата добавления: 2015-12-07; просмотров: 80 | Нарушение авторских прав